JPH05230589A - Wc基超硬合金 - Google Patents

Wc基超硬合金

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JPH05230589A
JPH05230589A JP4070396A JP7039692A JPH05230589A JP H05230589 A JPH05230589 A JP H05230589A JP 4070396 A JP4070396 A JP 4070396A JP 7039692 A JP7039692 A JP 7039692A JP H05230589 A JPH05230589 A JP H05230589A
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JP
Japan
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based cemented
cemented carbide
metal phase
stress
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP4070396A
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English (en)
Inventor
Hironori Yoshimura
寛範 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Priority to ES93102449T priority patent/ES2101149T3/es
Priority to DE69310568T priority patent/DE69310568T2/de
Priority to EP93102449A priority patent/EP0556788B1/en
Priority to US08/018,397 priority patent/US5447549A/en
Publication of JPH05230589A publication Critical patent/JPH05230589A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗性および耐欠損性に優れたWC基超硬
合金を提供する。 【構成】 WCを主成分とし、さらに必要に応じて、T
i、Ta、Mo、Nb、V、Crの炭化物、窒化物、炭
窒化物の1種もしくは2種以上を含む硬質分散相と、C
o、Ni、FeおよびAlのうち1種もしくは2種から
なる結合金属相とからなるWC基超硬合金において、前
記結合金属相に圧縮応力、好ましくは10kgf/mm
2 以上圧縮応力が残留しているWC基超硬合金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、切削工具として用い
た場合に、従来よりも優れた耐摩耗性および耐欠損性を
示すWC基超硬合金に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からWC基超硬合金は、WCを主成
分とし、さらに必要に応じて、Ti、Ta、Mo、N
b、V、Crの炭化物、窒化物、炭窒化物の1種もしく
は2種以上を含む硬質分散相と、Co、Ni、Feおよ
びAlのうち1種もしくは2種以上からなる結合金属相
とで構成されていることが知られている。このWC基超
硬合金は、主として切削工具に用いられており、このW
C基超硬合金製切削工具は、鋼、鋳鉄などの荒仕上げ切
削に利用されている。
【0003】また、WC基超硬合金の成分組成は、C
o、Ni、FeおよびAlのうち1種もしくは2種以上
からなる結合金属相形成成分:4.0〜30.0重量
%、残りがWCおよび不可避不純物からなり、さらに必
要に応じて、Ti、Ta、Mo、Nb、V、Crの炭化
物、窒化物、炭窒化物の1種もしくは2種以上:0.1
〜30.0重量%含むこともある。
【0004】前記従来WC基超硬合金は、前記硬質分散
相と結合金属相とで構成された複合材料であるところか
ら、焼結終了時の硬質分散相には圧縮応力が、結合金属
相には引っ張り応力が働いている。
【0005】その理由は、WC基超硬合金の結合金属相
のCo、Ni、FeおよびAlの熱膨張係数は、Co:
12.36×10-6/℃、Ni:13.30×10-6
℃、Fe:11.50×10-6/℃、Al:23.13
×10-6/℃であるに対し、WCのa軸方向の熱膨張係
数:5.2×10-6/℃、c軸方向の熱膨張係数:7.
3×10-6/℃であり、さらに、TiCの熱膨張係数:
7.42×10-6/℃、TaCの熱膨張係数:6.29
×10-6/℃、NbCの熱膨張係数:6.65×10-6
/℃であるから、結合金属相の熱膨張係数は硬質分散相
の熱膨張係数よりも大きく、したがって、焼結終了後の
冷却の際の結合金属相の収縮量は、硬質分散相の収縮量
よりも大きく、ちょうど硬質分散相を包み込むように収
縮するので、硬質分散相には圧縮応力がまた結合金属相
には引張り応力が働き、硬質分散相には圧縮応力が結合
金属相には引張り応力がそのまま残留するものと考えら
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の結
合金属相に引張り応力がそのまま残留するWC基超硬合
金は、切削工具として用いた場合に表面から強い衝撃力
が加えられると刃先が欠損しやすく、さらに耐摩耗性が
十分でなく、切削工具の寿命は短いものとなっていた。
そのため、特殊な焼結方法を施して耐欠損性を向上させ
たりWC基超硬合金表面に硬質層などを被覆して耐摩耗
性を向上させるなどしていたが、かかる特殊な焼結方法
または被覆処理を施すとコストがかかり、高価なものと
なることは避けられなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、W
C基超硬合金にさらに簡単で低コストな処理を施すだけ
で従来よりも優れた耐摩耗性および耐欠損性を示すWC
基超硬合金を得るべく研究を行った結果、硬質分散相お
よび結合金属相に働く応力に注目し、WCを主成分と
し、さらに必要に応じて、Ti、Ta、Mo、Nb、
V、Crの炭化物、窒化物、炭窒化物の1種もしくは2
種以上を含む硬質分散相とCo、Ni、FeおよびAl
のうち1種もしくは2種からなる結合金属相とで構成さ
れた通常焼結のWC基超硬合金に、金属製の微小塊状物
を衝突させると、結合金属相の引張り応力は圧縮応力に
変換されて結合金属相に圧縮応力が残留し、この結合金
属相に圧縮応力が残留したWC基超硬合金は、従来WC
基超硬合金よりも耐摩耗性および耐欠損性が向上すると
いう知見を得たのである。
【0008】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、WCを主成分とし、さらに必要に応じ
て、Ti、Ta、Mo、Nb、V、Crの炭化物、窒化
物、炭窒化物の1種もしくは2種以上を含む硬質分散相
と、Co、Ni、FeおよびAlのうち1種もしくは2
種からなる結合金属相とからなるWC基超硬合金におい
て、前記結合金属相に圧縮応力、好ましくは10kgf
/mm2 以上の圧縮応力が残留しているWC基超硬合金
に特徴を有するものである。
【0009】この発明のWC基超硬合金の結合金属相に
圧縮応力を残留せしめる方法として、WC基超硬合金表
面から、サンドブラスト法またはショットピーニング法
を施す機械的処理方法や表面にイオン照射を施す物理的
処理方法等がある。
【0010】
【実施例】
実施例1、原料粉末をWC−1%TaC−6%Co(以
上、重量%)の配合組成となるように配合し、混合し、
プレス成形して通常の条件で焼結し、工具形状:ISO
規格SNMG432のWC基超硬合金焼結体を作製し
た。
【0011】前記WC基超硬合金焼結体に平均粒径:2
00μmの鋼製ボールを表1に示される条件で衝突さ
せ、得られたWC基超硬合金焼結体の硬質分散相および
結合金属相の残留応力をX線応力測定装置で測定し、結
合金属相の残留応力が圧縮応力となっているものを本発
明WC基超硬合金1〜5とし、結合金属相の残留応力が
引張り応力となっているものを比較WC基超硬合金1〜
3として表1に示した(なお、、表1において、残留応
力が引張り応力となっているものを(+)、圧縮応力と
なっているものを(−)で表示した)。
【0012】さらに、比較のために、前記WC基超硬合
金焼結体に衝突処理を施さない従来WC基超硬合金1を
用意し、この従来WC基超硬合金1の応力をX線応力測
定装置で測定し、その結果も表1に示した。
【0013】これら本発明WC基超硬合金1〜5、比較
WC基超硬合金1〜3および従来WC基超硬合金1につ
いて、下記の連続切削試験および断続切削試験を行い、
耐摩耗性および耐欠損性をそれぞれ評価し、それらの結
果も表1に示した。
【0014】連続切削試験 被削材:鋳鉄FC30の丸棒、 切削速度:80m/分、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:1.5mm、 切削時間:20min.、 なる条件で切削し、逃げ面摩耗幅を測定した。
【0015】断続切削試験 被削材:鋳鉄FC30の4本溝付き丸棒、 切削速度:100m/分、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:2.0mm、 切削時間:5min.、 の条件で10個の切刃を試験にし、何切刃が欠損したか
を調べた。
【0016】
【表1】
【0017】表1の結果から、結合金属相の残留応力が
圧縮応力となっている本発明WC基超硬合金1〜5は、
結合金属相の残留応力が引張り応力となっている比較W
C基超硬合金1〜3および従来WC基超硬合金1に比べ
て耐摩耗性および耐欠損性に優れていることがわかる。
【0018】実施例2、原料粉末をWC−8%TiC−
10%TaC−1%NbC−9%Co(以上、重量%)
の配合組成となるように配合し、混合し、プレス成形し
て通常の条件で焼結し、工具形状:ISO規格SNMG
432のWC基超硬合金焼結体を作製した。
【0019】前記WC基超硬合金焼結体に平均粒径:1
50μmの鋼製ボールを表2に示される条件で衝突さ
せ、得られたWC基超硬合金焼結体の硬質分散相および
結合金属相の残留応力をX線応力測定装置で測定し、結
合金属相の残留応力が圧縮応力となっているものを本発
明WC基超硬合金6〜10とし、結合金属相の残留応力
が引張り応力となっているものを比較WC基超硬合金4
〜6として表2に示した(なお、、表2において、残留
応力が引張り応力となっているものを(+)、圧縮応力
となっているものを(−)で表示した)。
【0020】さらに、比較のために、前記WC基超硬合
金焼結体に衝突処理を施さない従来WC基超硬合金2を
用意し、この従来WC基超硬合金2の応力をX線応力測
定装置で測定し、その結果も表2に示した。
【0021】これら本発明WC基超硬合金6〜10、比
較WC基超硬合金4〜6および従来WC基超硬合金2に
ついて、下記の連続切削試験および断続切削試験を行
い、耐摩耗性および耐欠損性をそれぞれ評価し、それら
の結果も表2に示した。
【0022】連続切削試験 被削材:合金鋼SCM440の丸棒、 切削速度:120m/分、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:1.5mm、 切削時間:20min.、 なる条件で切削し、逃げ面摩耗幅を測定した。
【0023】断続切削試験 被削材:合金鋼SCM440の4本溝付き丸棒、 切削速度:120m/分、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:2.0mm、 切削時間:2min.、 の条件で10個の切刃を試験にし、何切刃が欠損したか
を調べた。
【0024】
【表2】
【0025】表2の結果から、結合金属相の残留応力が
圧縮応力となっている本発明WC基超硬合金6〜10
は、結合金属相の残留応力が引張り応力となっている比
較WC基超硬合金4〜6および従来WC基超硬合金2に
比べて耐摩耗性および耐欠損性に優れていることがわか
る。
【0026】
【発明の効果】この発明の結合金属相に圧縮残留応力を
有するWC基超硬合金は耐摩耗性および耐欠損性に優れ
ており、従来のように耐摩耗性および耐欠損性を向上さ
せるために特殊な焼結を施したり硬質被覆層を施す必要
がないところから、安価で優れた性能を有する切削工具
を提供することができ、産業上優れた効果を奏するもの
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 WCを主成分とし、さらに必要に応じ
    て、Ti、Ta、Mo、Nb、V、Crの炭化物、窒化
    物、炭窒化物の1種もしくは2種以上を含む硬質分散相
    と、これら硬質分散相をCo、Ni、FeおよびAlの
    うち1種もしくは2種以上からなる結合金属相で結合し
    たWC基超硬合金において、前記結合金属相に圧縮応力
    が残留していることを特徴とするWC基超硬合金。
  2. 【請求項2】 前記結合金属相に残留している圧縮応力
    は、10kgf/mm2 以上であることを特徴とする請
    求項1記載のWC基超硬合金。
JP4070396A 1992-02-20 1992-02-20 Wc基超硬合金 Pending JPH05230589A (ja)

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JP4070396A JPH05230589A (ja) 1992-02-20 1992-02-20 Wc基超硬合金
ES93102449T ES2101149T3 (es) 1992-02-20 1993-02-17 Aleacion dura.
DE69310568T DE69310568T2 (de) 1992-02-20 1993-02-17 Hartmetallegierung
EP93102449A EP0556788B1 (en) 1992-02-20 1993-02-17 Hard alloy
US08/018,397 US5447549A (en) 1992-02-20 1993-02-17 Hard alloy

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0920946A (ja) * 1995-06-30 1997-01-21 Kubota Corp 耐摩耗性にすぐれる複合焼結材料
JPH0920947A (ja) * 1995-06-30 1997-01-21 Kubota Corp 耐摩耗性にすぐれる複合焼結合金
JP2007223001A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Kyocera Corp 切削工具
CN108277414A (zh) * 2018-02-25 2018-07-13 株洲市超宇实业有限责任公司 一种用于3d玻璃热弯机硬质合金均热板的生产方法
JP2019151875A (ja) * 2018-03-01 2019-09-12 住友電気工業株式会社 基材および切削工具
JP2023512750A (ja) * 2019-12-20 2023-03-29 エービー サンドビック コロマント 切削工具

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Effective date: 20010515